KR102417430B1 - 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치 - Google Patents

이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이차전지의 전극시트를 제조하기 위한 공정 중 하나인 롤 프레스 공정에서 사용되는 프레스 롤의 표면을 세척하기 위한 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치이다. 상기 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치는, 상기 프레스 롤의 표면을 닦아 상기 프레스 롤의 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위한 것으로서 상기 프레스 롤의 좌우길이보다 작은 좌우폭을 갖는 세척시트; 상기 세척시트를 상기 프레스 롤의 회전방향과 반대방향으로 주행시키도록 마련되고, 상기 세척시트로 세척액을 분사하기 위한 분사노즐을 갖는 주행모듈; 및 상기 프레스 롤의 표면과 상기 세척시트 간 면접촉 및 이격이 이루어지는 방향인 직경방향으로 상기 주행모듈을 왕복시키고, 상기 세척시트가 상기 면접촉을 한 상태에서 주행할 때 상기 주행모듈과 함께 좌우방향으로 왕복할 수 있게 마련된 왕복모듈;을 포함한다.

Description

이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치{APPARATUS FOR CLEAMING PRESS ROLL USED IN MAKING ELECTRODE SHEET OF SECONDARY BATTERY}
본 발명은 세척 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이차전지의 전극시트를 제조할 때 사용되는 프레스 롤의 표면을 깨끗하게 닦기 위한 세척 장치에 관한 것이다.
이차전지는 일차전지와 달리 충전이 가능한 전지로서, 핸드폰, 노트북, 캠코더, 자동차 등과 같은 다양한 기기의 배터리로 사용되고 있다. 그리고 이차전지는 전극(양극, 음극)과 분리막이 교대로 적층된 구조, 예컨대, 양극(음극)/분리막/음극(양극)/분리막/양극(음극) 등의 적층 구조를 갖는다.
이러한 이차전지를 제조하는 한 방법으로, 미리 제조된 전극시트(양극시트 및 음극시트)와 분리막시트를 라미네이션 공정으로 적층하는 방법이 알려져 있다. 그리고 위 전극시트(양극시트 및 음극시트)의 제조는 일반적으로 코팅 공정, 롤 프레스 공정, 슬리팅 공정, 노칭 공정 및 건조 공정을 포함한다. 위 코팅 공정에서는 집전체(음극의 경우 주로 동박, 양극의 경우 주로 알루미늄박)의 일 표면 또는 양 표면에 활물질이 코팅되고, 롤 프레스 공정에서는 집전체의 표면에 코팅된 활물질이 한 쌍의 프레스 롤 사이를 통과하면서 압축된다. 이후, 슬리팅 공정, 노칭 공정, 건조 공정이 이루이고, 그러면 전극시트의 제조가 완료된다.
전극시트의 제조 과정 중 하나인 롤 프레스 공정에서는 앞서 설명한 바와 같이 프레스 롤이 활물질을 계속해서 가압하게 되는바, 프레스 롤의 표면에 활물질이 묻을 수밖에 없다. 따라서 롤 프레스 공정에서는 프레스 롤의 표면에 묻은 활물질을 제거하기 위해 세척 장치가 사용되고 있다.
이러한 세척 장치의 일 예가 한국등록특허공보 제10-1962779호(이차전지 전극 제조용 프레스 롤 세정장치)에 개시되어 있다. 이 한국등록특허공보에서는 언와인딩 롤로부터 풀리는 세척시트가 프레스 롤의 표면과 접촉한 상태로 와인딩 롤에 감기면서 프레스 롤의 회전 방향과 반대 방향으로 이동하고, 이 과정에서 프레스 롤의 표면을 세척한다. 그리고 이동하는 세척시트로는 세척액이 분사된다.
한국등록특허공보 제10-1962779호(이차전지 전극 제조용 프레스 롤 세정장치)
그러나 위 한국등록특허공보에서는 세척시트가 프레스 롤의 회전 방향과 반대 방향으로만 이동하기 때문에, 만일, 프레스 롤의 표면에 프레스 롤의 원주 방향(회전 방향이나 그 반대 방향)으로는 잘 제거되지 않는 활물질이 묻는다면 그 활물질은 세척시트와 프레스 롤 간 접촉 구간을 지날 때 세척시트에 의해 제거되지 못하는 문제가 발생한다. 따라서 위 한국공개특허공보에 개시된 기술로는 프레스 롤의 표면을 깨끗하게 세척하지 못한다.
또한, 전극시트의 활물질에는 물이 묻어서는 안 되므로 위 한국공개특허공보에서는 세척액으로 타발유가 사용될 수밖에 없는데, 세척액으로 타발유가 사용되는 경우에는 세척액으로 물이 사용되는 경우에 비해 프레스 롤의 표면 세척이 덜 깨끗하게 이루어진다. 따라서 위 한국공개특허공보에 개시된 기술은 이 점에 있어서도 프레스 롤의 표면을 깨끗하게 세척하지 못한다.
따라서 본 발명은 위 한국등록공개특허공보에 개시된 종래 기술에 비해 프레스 롤의 표면을 더욱 깨끗하게 세척할 수 있는 기술을 제공하고자 한다.
본 발명은 이차전지의 전극시트를 제조하기 위한 공정 중 하나인 롤 프레스 공정에서 사용되는 프레스 롤의 표면을 세척하기 위한 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치이다. 상기 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치는, 상기 프레스 롤의 표면을 닦아 상기 프레스 롤의 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위한 것으로서 상기 프레스 롤의 좌우길이보다 작은 좌우폭을 갖는 세척시트; 상기 세척시트를 상기 프레스 롤의 회전방향과 반대방향으로 주행시키도록 마련되고, 상기 세척시트로 세척액을 분사하기 위한 분사노즐을 갖는 주행모듈; 및 상기 프레스 롤의 표면과 상기 세척시트 간 면접촉 및 이격이 이루어지는 방향인 직경방향으로 상기 주행모듈을 왕복시키고, 상기 세척시트가 상기 면접촉을 한 상태에서 주행할 때 상기 주행모듈과 함께 좌우방향으로 왕복할 수 있게 마련된 왕복모듈;을 포함한다.
상기 프레스 롤의 좌우단을 회전 가능하게 지지하는 프레임에는 좌우방향으로 연장하는 왕복모듈용 가이더가 고정되고, 상기 왕복모듈은 상기 왕복모듈용 가이더와 미끄럼 가능하게 결합한 좌우방향 왕복블록을 포함한다.
상기 왕복모듈은 상기 주행모듈을 상기 직경방향으로 왕복시키는 복수의 공압 실린더를 포함하고, 상기 왕복모듈 또는 주행모듈에는 상기 주행모듈의 직경 방향 왕복만을 허용하는 주행모듈용 가이더가 마련된다.
상기 왕복모듈은, 상기 상기 좌우방향 왕복블록을 구비한 지지대; 상기 복수의 공압 실린더를 구비하고, 상기 지지대에 상기 직경방향으로 미끄럼 가능하게 결합된 직경방향 왕복블록; 및 상기 지지대에 설치되어 상기 직경방향 왕복블록을 직경방향으로 왕복시키기 위한 것으로서, 상기 복수의 공압 실린더의 스트로크보다 더 큰 스트로크를 갖는 공압 실린더;를 포함한다.
분사노즐은 상기 세척액으로 타발유 및 물 중 어느 하나를 선택적으로 공급받아 분사하도록 마련된다.
상기 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치는, 상기 분사노즐이 물을 분사할 경우 상기 세척시트와 면접촉을 마친 상기 프레스 롤의 표면에 묻게 되는 물을 제거하기 위한 것으로서, 상기 프레스 롤의 좌우길이와 비슷한 좌우폭을 갖고, 상기 프레스 롤의 회전방향과 반대방향으로 주행하도록 마련된 마른시트; 및 상기 마른시트의 주행을 안내하도록 마련되고, 상기 프레스 롤의 표면과 상기 마른시트 간 면접촉 및 이격을 위해 직경방향으로 왕복할 수 있게 마련된 안내모듈;을 포함한다.
상기 안내모듈은 상기 마른시트가 감아도는 복수의 안내롤을 좌우방향으로 왕복시킬 수 있도록 마련된다.
본 발명에 의하면, 세척액으로 적셔진 세척시트가 프레스 롤의 표면을 원주방향 및 좌우방향 모두로 닦기 때문에, 원주방향으로는 잘 제거되지 않는 이물질이 프레스 롤의 표면에 묻어 있더라도 그 이물질까지 프레스 롤의 표면으로부터 잘 제거될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 주행모듈이 작업 준비 위치와 보수 위치를 오갈 수 있으므로 작업자는 주행모듈이 보수 위치에 있을 때 세척시트를 새 것으로 교체하거나 주행모듈의 부품을 교체하는 등의 보수 작업을 쉽게 할 수 있고, 또한, 주행모듈이 작업 준비 위치에 있을 때는 세척시트가 프레스 롤의 표면과 면접촉을 하거나 스레스 롤로부터 약간 떨어질 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 롤 프레스 공정이 진행되는 상태에서는 타발유를 세척액으로 사용하여 활물질에 물이 묻지 않고, 롤 프레스 공정이 잠시 중단된 상태에서는 물을 세척액으로 사용하여 프레스 롤의 표면이 깨끗이 닦일 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 세척액으로 물이 사용될 때만 마른시트로 프레스 롤의 표면을 닦아 물을 제거할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 프레스 롤의 표면과 면접촉을 한 마른시트가 좌우왕복을 하기 때문에, 마른시트가 원주방향으로만 주행하는 경우에 비해 프레스 롤의 표면에 묻은 물이 더 잘 닦일 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치가 설치된 상태를 부분적으로 도시한 사시도로서, 세척시트 및 가압롤들을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치를 도시한 우측면도로서, 주행모듈의 우측판 및 가압롤들을 생략한 것이다.
도 3은 도 1에 도시된 분사노즐과 물탱크 및 타발유탱크 간 연결관계를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치의 마른시트 및 안내모듈을 도시한 우측면도로서, 안내모듈의 우측 연결부재를 생략한 것이다.
도 5는 도 4의 안내모듈의 좌측 부분을 도시한 부분 분해 사시도이다.
이하, 본 발명에 따른 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.
이차전지의 전극시트를 제조하기 위한 공정 중 하나인 롤 프레스 공정에서는 도 1에 도시된 바와 같이 집전체(12)의 양 표면에 활물질(14)이 복수 열로 코팅된 상태에서 한 쌍의 프레스 롤(20)에 의해 가압됨으로써 전극원단(10)이 제조된다. 그리고 전극원단(10)이 슬리팅 공정, 노칭 공정 및 건조 공정을 거치고, 그러면 한 열의 활물질층 및 일정한 간격으로 나열된 전극탭들을 구비한 전극시트(미도시)가 제조된다. 집전체(12)로는 음극의 경우 주로 동박, 양극의 경우 주로 알루미늄박이 사용된다. 그리고 활물질(14)이 집전체(12)의 한 표면에만 코팅되는 경우도 있다.
위와 같은 롤 프레스 공정에서는 프레스 롤(20)의 표면에 활물질이 묻게 되는데, 본 발명에 따른 세척 장치(100)는 프레스 롤(20)의 표면을 닦는 방식으로 프레스 롤(20)의 표면으로부터 활물질(본 명세서에서는 이를 "이물질"이라 함)을 제거함으로써, 프레스 롤(20)의 표면을 세척한다.
활물질(14)이 집전체(12)의 한 표면에만 코팅된 경우에는 세척 장치(100)가 활물질(14)과 접촉하는 한 프레스 롤(20)에 대해서만 설치된다. 그리고 활물질(14)이 집전체(12)의 양 표면에 모두 코팅된 경우에는 동일한 세척 장치(100)가 두 프레스 롤(20) 모두에 대해 설치되되, 전극원단(10)을 기준으로 대칭되게 설치된다.
이하에서는 본 발명에 따른 세척 장치(100)를 설명하되, 설명의 편의 및 용이한 이해를 위해, 전극원단(10)이 후방에서 전방으로 이동하는 것으로 하고, 전방에서 후방을 바라보았을 때를 기준으로 좌우측을 설정하며, 프레스 롤(20)의 표면과 가까워지거나 멀어지는 방향을 직경방향으로 하고, 프레스 롤(20)의 회전방향 및 그 반대방향을 원주방향으로 하여, 설명한다.
본 발명에 따른 세척 장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 세척시트(110)와, 주행모듈(120)과, 왕복모듈(130)을 포함한다.
세척시트(110)는 프레스 롤(20)의 표면을 닦아 이물질을 프레스 롤(20)의 표면으로부터 제거하기 위한 것이다. 세척시트(110)의 좌우폭은 프레스 롤(20)의 좌우길이보다 작게 마련되는데, 이는 세척시트(110)를 좌우방향으로 이동시키기 위함이다. 세척시트(110)로는 부직포가 사용될 수 있으나, 꼭 이에 한정될 필요는 없다. 또한, 세척시트(110)의 좌우폭은 프레스 롤(20)의 좌우길이 대비 약 1/4 내지 1/2 범위 내에서 설정될 수 있다.
주행모듈(120)은 세척시트(110)를 원주방향, 보다 구체적으로는 프레스 롤(20)의 회전방향과 반대방향으로 주행시키도록 마련되어 있고, 세척액을 세척시트(110)로 분사하기 위한 분사노즐(128)을 구비하고 있다. 세척시트(110)가 프레스 롤(20)의 표면과 면접촉을 한 상태에서 주행모듈(120)이 작동하면, 분사노즐(128)로부터 분사된 세척액으로 적셔진 세척시트(110)가 프레스 롤(20)의 표면을 원주방향으로 닦으면서 이물질을 프레스 롤(20)의 표면으로부터 제거한다.
왕복모듈(130)은 주행모듈(120)을 직경방향으로 왕복시킬 수 있게 마련된다. 따라서 주행모듈(120)이 왕복모듈(130)에 의해 프레스 롤(20)에 가까워지는 방향으로 이동할 때 세척시트(110)는 프레스 롤(20)의 표면과 면접촉을 하게 되고, 반대로 주행모듈(120)이 왕복모듈(130)에 의해 프레스 롤(20)로부터 멀어지는 방향으로 이동할 때 세척시트(110)는 프레스 롤(20)의 표면으로부터 떨어지게 된다.
또한, 왕복모듈(130)은 주행모듈(120)과 함께 좌우방향으로 왕복할 수 있게 마련되어 있기도 하다. 따라서 프레스 롤(20)의 표면과 면접촉을 한 상태로 원주방향으로 주행을 하고 있는 세척시트(110)는 왕복모듈(130)이 좌우방향으로 왕복할 때 프레스 롤(20)의 표면을 좌우방향으로도 닦으면서 이물질을 프레스 롤(20)의 표면으로부터 제거하게 된다.
이상 설명한 세척 장치(100)에서는 세척액으로 적셔진 세척시트(110)가 프레스 롤(20)의 표면을 원주방향 및 좌우방향 모두로 닦기 때문에, 원주방향으로는 잘 제거되지 않는 이물질이 프레스 롤(20)의 표면에 묻어 있더라도 그 이물질까지 프레스 롤(20)의 표면으로부터 제거될 수 있다. 따라서 위 세척 장치(100)는 프레스 롤(20)의 표면을 단지 원주방향으로만 닦을 수 있게 마련된 종래 기술에 비해 프레스 롤(20)의 표면을 더욱 깨끗하게 세척할 수 있다.
아래에서는 상술한 주행모듈(120) 및 왕복모듈(130)이 도 1 및 도 2을 참조하여 구체적으로 설명되나, 청구범위에 기재된 특징 이외의 내용은 모두 예시적인 것으로만 이해되어야 함을 미리 밝혀 둔다.
주행모듈(120)은 좌우방향으로 떨어져 위치하는 좌측판(121) 및 우측판(미도시)을 포함한다. 좌측판(121) 및 우측판(미도시)은 두 연결부재(122, 127)로 연결되어 있고, 사용되지 않은 세척시트(110)가 감겨있는 언와인딩 롤(123a) 및 사용된 세척시트(110)가 감기는 와인딩 롤(123b)의 좌우단을 회전 가능하게 지지한다. 좌측판(121)에는 와인딩 롤(123b)의 좌단과 연결되어 와인딩 롤(123b)을 회전시키는 모터(129)가 설치되어 있다.
좌측판(121)에는 직경방향으로 연장하는 세 개의 장공(125a, 125b, 125c)이 형성되어 있고, 우측판(미도시)에도 위 장공(125a, 125b, 125c)과 대향하는 3개의 장공(미도시)이 형성되어 있다. 좌측판(121)의 장공들(125a, 125b, 125c) 및 우측판의 장공들에는 세척시트(110)를 프레스 롤(20)의 표면과 면접촉시키기 위한 세 개의 가압롤(124a, 124b, 124c)의 좌우단이 각각 회전 가능하게 결합된다. 좌측판(121)에는 장공들(125a, 125b, 125c)의 주변에 위치하여 가압롤들(124a, 124b, 124c)의 좌단을 프레스 롤(20) 쪽으로 가압하는 3개의 스프링(126a, 126b, 126c)도 마련되고, 우측판에도 이와 동일한 스프링들(미도시)이 마련되어 있다. 위 장공들(125a, 125b, 125c, 미도시) 및 스프링들(126a, 126b, 126c, 미도시)로 인해, 가압롤들(124a, 124b, 124c)은 프레스 롤(20)의 표면곡률에 맞추어 세척시트(110)를 프레스 롤(20)의 표면에 면접촉시킬 수 있게 된다.
주행모듈(120)의 두 연결부재(122, 127) 중 어느 하나(127)에는 분사노즐(128)이 설치된다. 분사노즐(128)은 복수로 마련되어 좌우방향을 따라 나열될 수 있다. 도 2에는 분사노즐(128)이 상측의 가압롤(124a) 및 가운데 가압롤(124c) 사이에 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 가운데 가압롤(124c) 및 하측의 가압롤(124b) 사이에 위치하여도 좋다. 위 두 연결부재(122, 127) 중 나머지 하나(122)에는 두 쌍의 주행모듈용 가이더(122a)가 마련된다. 한 쌍의 주행모듈용 가이더(122a)는 연결부재(122)의 중심을 기준으로 좌측에 위치하고, 나머지 한 쌍은 우측에 위치한다.
왕복모듈(130)은 지지대(131), 직경방향 왕복블록(132) 및 한 쌍의 공압 실린더(133, 136)를 포함한다.
지지대(131)는 좌우방향 왕복블록(137)을 구비하고, 좌우방향 왕복블록(137)은 좌우방향으로 연장하는 왕복모듈용 가이더(138)에 미끄럼 가능하게 지지되어 있다. 그리고 왕복모듈용 가이더(138)의 좌우단은 프레스 롤(20)의 좌우단을 회전 가능하게 지지하고 있는 프레임(미도시)에 고정되어 있다. 따라서 지지대(131)는 왕복모듈용 가이더(138)를 따라 프레스 롤(20)의 좌우방향으로 왕복할 수 있게 된다.
위 좌우방향 왕복블록(137)은 좌우방향으로 연장하는 스크류(139)와 나사결합을 하고 있고, 위 스크류(139)의 좌우단은 상기 프레임(미도시)에 회전 가능하게 결합되어 있으며, 위 스크류(139)는 상기 프레임(미도시)에 설치된 모터(미도시)에 의해 회전하도록 마련되어 있다. 따라서 모터(미도시)가 작동하면 스크류(139)가 정역회전을 하고, 이때 지지대(131)는 좌우방향으로 왕복하게 된다.
직경방향 왕복블록(132)은 지지대(131)의 우측에 위치하고, 한 쌍의 LM가이더(134)를 좌면에 구비한다. 그리고 LM가이더는(134)는 지지대(131)의 우면에 설치된 베어링블록들(135)과 직경방향으로만 미끄럼 가능하게 결합한다. 따라서 직경방향 왕복블록(132)은 지지대(131)에 대해 직경방향으로 왕복할 수 있고, 또한, 지지대(131)와 함께 좌우방향으로 왕복하게 된다.
직경방향 왕복블록(132)의 직경방향 일단에는 좌우방향으로 연장하는 설치부재(132a)가 고정되어 있다. 그리고 이 설치부재(132a)는 주행모듈(120)에 마련된 두 쌍의 주행모듈용 가이더(122a)를 직경방향 왕복블록(132)의 좌우측에서 직경방향으로만 미끄럼 가능하게 관통시킨다. 따라서 주행모듈(120) 전체는 직경방향 왕복블록(132)에 대해 직경방향으로 왕복할 수 있고, 또한, 직경방향 왕복블록(132)과 함께 좌우방향으로 왕복하게 된다.
앞서 설명한 바와 달리, 주행모듈용 가이더들(122a)은 상기 설치부재(132a)에 고정될 수도 있는데(미도시), 이 경우 주행모듈용 가이더들(122a)은 주행모듈(120)의 연결부재(122)를 직경방향으로만 미끄럼 가능하게 관통한다.
한 쌍의 공압 실린더(133, 136) 중 어느 하나는 직경방향 왕복블록(132)의 설치부재(132a)에 설치되고, 나머지 하나는 지지대(131)에 설치된다.
설치부재(132a)의 공압 실린더(133)는 직경방향 왕복블록(132)의 좌우측에 위치하고, 주행모듈(120)의 연결부재(122)에 고정된 실린더 로드를 가지며, 상대적으로 작은 스트로크를 갖는다. 그리고 지지대(131)의 공압 실린더(136)는 지지대(131)의 우면에 설치되고, 직경방향 왕복블록(132)의 설치부재(132a)에 고정된 실린더 로드를 가지며, 상대적으로 큰 스트로크를 갖는다.
지지대(131)의 공압 실린더(136)가 작동하면 직경방향 왕복블록(132) 및 주행모듈(120)이 동시에 직경방향을 따라 상대적으로 큰 거리만큼 왕복하게 되고, 이로 인해 주행모듈(120)은 프레스 롤(20)에 상대적으로 가까운 위치인 작업 준비 위치에 놓이거나 프레스 롤(20)로부터 상대적으로 먼 위치인 보수 위치에 놓이게 된다. 보수 위치에서는 작업자가 세척시트(110)를 새 것으로 교체하거나 주행모듈(120)의 고장난 부품을 교체할 수 있다.
설치부재(132a)의 공압 실린더(133)는 주행모듈(120)이 작업 준비 위치에 놓인 상태에서 작동하게 되는데, 그러면 주행모듈(120)이 직경방향을 따라 상대적으로 작은 거리만큼 왕복하게 되고, 이로 인해 세척시트(110)는 프레스 롤(20)의 표면과 면접촉을 하거나 스레스 롤(20)로부터 약간 떨어지게 된다.
본 발명에 따른 세척 장치(100)에서는 앞서 설명한 바와 달리 왕복블록(130)이 지지대(131)를 포함하지 않고 직경방향 왕복블록(132)만을 포함할 수도 있는데(미도시), 이 경우, 직경방향 왕복블록(132)이 좌우방향 왕복블록(137)을 구비하여 주행모듈(120)과 함께 좌우방향으로 왕복하게 되고, 주행모듈(120)을 직경방향으로 왕복시킬 수는 있겠으나 자신(132)은 직경방향으로 왕복할 수 없게 된다.
한편, 주행모듈(120)의 분사노즐들(128)은 도 3에 도시된 바와 같이 삼방밸브(145)와 연결되고, 삼방밸브(145)는 물 공급라인(141)을 통해 물탱크(142)와 연결됨과 동시에 타발유 공급라인(143)을 통해 타발유탱크(144)와도 연결된다. 그리고 물 공급라인(141)의 솔레노이드밸브와 타발유 공급라인(143)의 솔레노이드밸브에서는 그 자동 개폐가 작업자의 선택에 따라 반대로 이루어진다. 따라서 작업자의 선택에 따라 분사노즐(128)은 세척시트(110)로 타발유 및 물 중 어느 하나를 선택적으로 분사하게 된다.
물은 타발유에 비해 프레스 롤(20)의 표면을 더 깨끗하게 닦을 수 있기는 하나, 전극원단(10)의 활물질(14)에는 물이 묻어서는 안 되므로, 롤 프레스 공정이 이루어지는 동안에는 물을 세척액으로 사용할 수 없다. 반면, 타발유는 물에 비해 프레스 롤(20)의 표면을 깨끗하게 닦을 수는 없지만, 활물질(14)에 묻어도 무방하므로, 롤 프레스 공정이 이루어지는 동안 타발유를 세척액으로 사용할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 분사노즐들(128)로 하여금 물 및 타발유 중 어느 하나를 선택적으로 분사케 함으로써, 롤 프레스 공정이 진행되는 상태에서는 타발유를 세척액으로 사용하여 활물질(14)에 물이 묻지 않게 하고, 롤 프레스 공정이 잠시 중단된 상태에서는 물을 세척액으로 사용하여 프레스 롤(20)의 표면을 깨끗이 닦는다.
분사노즐(128)이 물을 분사할 경우에는 세척시트(110)와 면접촉을 마친 프레스 롤(20)의 표면에 묻게 되는바, 이 물을 닦아내기 위해 본 발명에 따른 세척장치(100)에서는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 마른시트(150) 및 안내모듈(160)도 구비된다.
마른시트(150)는 세척시트(110)와 면접촉을 마친 프레스 롤(20)의 표면을 닦아 물을 프레스 롤(20)의 표면으로부터 제거하기 위한 것이다. 마른시트(150)의 좌우폭은 프레스 롤(20)의 좌우길이와 비슷하게 형성된다. 마른시트(150)로는 부직포가 사용될 수 있으나, 꼭 이에 한정될 필요는 없다.
이러한 마른시트(150)는 언와인딩 롤(178b)로부터 풀리면서 와인딩 롤(178a)에 감기고, 그러는 동안 원주방향, 더욱 구체적으로는 프레스 롤(20)의 회전방향과 반대방향으로 주행한다. 위 와인딩 롤(178a) 및 언와인딩 롤(178b)의 좌우단은 좌측 설치판(176) 및 우측 설치판(미도시)에 회전 가능하게 지지되고, 위 좌측 설치판(176) 및 우측 설치판(미도시)은 프레스 롤(20)의 좌우단을 회전 가능하게 지지하고 있는 상기 프레임(미도시)에 고정된다.
안내모듈(160)은 마른시트(150)의 주행을 안내하기 위한 것으로서, 원주방향으로 이격한 한 쌍의 안내롤(161)을 포함한다. 마른시트(150)는 이 안내롤들(161)을 감아돌며 주행한다. 또한, 안내모듈(160)은 위 좌우측 설치판(176, 미도시)에 고정된 공압 실린더(170)에 의해 직경방향으로 왕복할 수 있게 마련되는데, 안내모듈(160)이 프레스 롤(20) 쪽으로 이동하였을 때는 마른시트(150)가 안내롤들(161)에 의해 눌려 프레스 롤(20)의 표면에 면접촉되고, 안내모듈(160)이 반대 쪽으로 이동하였을 때는 마른시트(150)가 프레스 롤(20)의 표면으로부터 이격한다. 이러한 안내모듈(160)로 인해, 세척액으로 물이 사용될 때만 마른시트(150)로 프레스 롤(20)의 표면을 닦아 물을 제거할 수 있다.
또한, 안내모듈(160)은 상기 안내롤들(161)을 좌우방향으로 왕복시키도록 마련될 수도 있다. 이 경우, 와인딩 롤(178a) 및 언와인딩 롤(178b)에 감긴 마른시트(150)는 좌우왕복을 하지 않고, 프레스 롤(20)의 표면과 면접촉을 한 마른시트(150)만이 좌우왕복을 하게 되므로, 좌우왕복의 거리는 미세하게(약 5cm 정도) 설정된다. 그리고 프레스 롤(20)의 표면과 면접촉을 한 마른시트(150)가 미세하게 좌우왕복을 하면, 마른시트(150)가 원주방향으로만 주행하는 경우에 비해 프레스 롤(20)의 표면에 묻은 물이 더 잘 닦이게 된다.
안내롤들(161)을 좌우방향으로 왕복시키기 위한 방법을 도 5를 참조하여 예시적으로 설명한다.
한 쌍의 안내롤(161)의 좌단을 연결하는 좌측 연결부재(162)의 좌측에 좌측 브라켓(164)을 마련하고, 이 좌측 브라켓(164)에 공압 실린더(170)의 실린더 로드를 연결한다. 마찬가지로, 한 쌍의 안내롤(161)의 우단을 연결하는 우측 연결부재(미도시)의 우측에 우측 브라켓(미도시)을 마련하고, 이 우측 브라켓에 공압 실린더(170)의 실린더 로드를 연결한다.
좌측 브라켓(164)의 우면에는 좌우방향으로 연장하는 가이더(164a)의 좌단을 고정하고, 좌우방향으로 연장하는 스크류(164b)를 회전 가능하게 결합한다. 좌측 연결부재(162)에는 가이더(164a)가 관통하는 관통홀(162a)과, 스크류(164b)와 나사결합을 하는 나사공(162b)을 형성한다. 또한, 좌측 브라켓(164)의 좌면에는 스크류(164b)를 회전시키는 모터(165)를 설치한다. 우측 브라켓(미도시)의 좌면에는 상기 가이더(164a)와 동일한 가이더(미도시)만 마련하고 상기 스크류(164a)는 마련하지 않는다. 그리고 우측 연결부재(미도시)에는 상기 관통홀(162a)과 동일한 관통홀(미도시)만 마련하고 상기 나사공(162b)을 마련하지 않는다.
위 모터(165)가 작동하면 스크류(164a)가 정역회전을 하고, 그러면 좌측 연결부재(162), 우측 연결부재(미도시) 및 한 쌍의 안내롤(161)이 한꺼번에 좌우방향으로 왕복한다.
한편, 도시되어 있지는 않으나, 안내롤들(161)이 프레스 롤(20)의 표면곡률에 맞추어 마른시트(150)를 프레스 롤(20)의 표면에 면접촉시킬 수 있도록, 좌측 연결부재(162) 및 우측 연결부재(미도시)에도 앞서 설명한 장공들(125a, 125b, 125c, 미도시) 및 스프링들(126a, 126b, 126c, 미도시)이 마련될 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.
100 : 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치
110 : 세척시트 120 : 주행모듈
121 : 좌측판 122, 127 : 연결부재
122a : 주행모듈용 가이더 123a : 언와인딩 롤
123b : 와인딩 롤 124a, 124b, 124c : 가압롤
125a, 125b, 125c : 장공 126a, 126b, 126c : 스프링
128 : 분사노즐 129 : 모터
130 : 왕복모듈 131 : 지지대
132 : 직경방향 왕복블록 132a : 설치부재
133, 136 : 공압 실린더 134 : LM가이더
135 : 베어링블록 137 : 좌우방향 왕복블록
138 : 왕복모듈용 가이더 139 : 스크류
141 : 물 공급라인 142 : 물탱크
143 : 타발유 공급라인 144 : 타발유탱크
145 : 삼방밸브 150 : 마른시트
160 : 안내모듈 161 : 안내롤
162 : 좌측 연결부재 162a : 관통홀
162b : 나사공 164 : 좌측 브라켓
164a : 가이더 164b : 스크류
165 : 모터 170 : 공압 실린더
176 : 좌측 설치판 178a : 와인딩 롤
178b : 언와인딩 롤
10 : 전극원단 12 : 집전체
14 : 활물질 20 : 프레스 롤

Claims (7)

  1. 이차전지의 전극시트를 제조하기 위한 공정 중 하나인 롤 프레스 공정에서 사용되는 프레스 롤의 표면을 세척하기 위한 것으로서,
    상기 프레스 롤의 표면을 닦아 상기 프레스 롤의 표면에 묻은 이물질을 제거하기 위한 세척시트;
    사용되기 전의 세척시트가 감긴 언와인딩 롤 및 사용된 후의 세척시트가 감기는 와인딩 롤을 구비하고, 상기 세척시트를 상기 언와인딩 롤로부터 상기 와인딩 롤로 주행시키기 위해 상기 와인딩 롤을 회전시키는 모터를 구비하며, 상기 언와인딩 롤과 와인딩 롤 사이에 위치하는 세척시트를 상기 프레스 롤의 표면곡률에 맞추어 상기 프레스 롤의 표면에 면접촉시키기 위한 복수의 가압롤을 구비하고, 상기 언와인딩 롤과 와인딩 롤 사이에 위치하는 세척시트로 세척액을 분사하기 위한 분사노즐을 구비한 주행모듈; 및
    상기 면접촉이 이루어지는 방향 및 그 반대 방향인 직경방향으로 상기 주행모듈을 왕복시킬 수 있도록 마련되고, 상기 주행모듈과 함께 좌우방향으로 왕복할 수 있게 마련된 왕복모듈;을 포함하고,
    상기 롤 프레스 공정이 진행되고 있을 때, 상기 세척시트는 상기 가압롤들에 의해 상기 면접촉을 한 상태로, 상기 분사노즐로부터 분사된 상기 세척액에 의해 적셔지면서, 상기 모터에 의해 상기 프레스 롤의 회전방향과 반대방향으로 주행함과 동시에 상기 왕복모듈의 좌우방향 왕복으로 인해 좌우방향으로도 왕복함으로써, 상기 프레스 롤의 표면을 닦고,
    상기 세척시트의 좌우폭은 상기 세척시트의 좌우방향 왕복을 위해 상기 프레스 롤의 좌우길이보다 더 작게 형성된 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프레스 롤의 좌우단을 회전 가능하게 지지하는 프레임에는 좌우방향으로 연장하는 왕복모듈용 가이더가 고정되고, 상기 왕복모듈은 상기 왕복모듈용 가이더와 미끄럼 가능하게 결합한 좌우방향 왕복블록을 포함하는 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 왕복모듈은 상기 주행모듈을 상기 직경방향으로 왕복시키는 복수의 공압 실린더를 포함하고, 상기 왕복모듈 또는 주행모듈에는 상기 주행모듈의 직경 방향 왕복만을 허용하는 주행모듈용 가이더가 마련되는 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 왕복모듈은,
    상기 좌우방향 왕복블록을 구비한 지지대;
    상기 복수의 공압 실린더를 구비하고, 상기 지지대에 상기 직경방향으로 미끄럼 가능하게 결합된 직경방향 왕복블록; 및
    상기 지지대에 설치되어 상기 직경방향 왕복블록을 직경방향으로 왕복시키기 위한 것으로서, 상기 복수의 공압 실린더의 스트로크보다 더 큰 스트로크를 갖는 공압 실린더;를 포함하는 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    분사노즐은 상기 세척액으로 타발유 및 물 중 어느 하나를 선택적으로 공급받아 분사하도록 마련되는 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 분사노즐이 물을 분사할 경우 상기 세척시트와 면접촉을 마친 상기 프레스 롤의 표면에 묻게 되는 물을 제거하기 위한 것으로서, 상기 프레스 롤의 좌우길이와 비슷한 좌우폭을 갖고, 상기 프레스 롤의 회전방향과 반대방향으로 주행하도록 마련된 마른시트; 및
    상기 마른시트의 주행을 안내하도록 마련되고, 상기 프레스 롤의 표면과 상기 마른시트 간 면접촉 및 이격을 위해 직경방향으로 왕복할 수 있게 마련된 안내모듈;을 포함하는 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 안내모듈은 상기 마른시트가 감아도는 복수의 안내롤을 좌우방향으로 왕복시킬 수 있도록 마련된 이차전지 전극시트 제조용 프레스 롤의 세척 장치.
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